高真空ポンプ
高真空ポンプ１１が複数のポンピングステージを備え、該ポンピングステージはそれぞれ、少なくとも１つの回転型ロータ要素１、１３、３３と１つの固定ステータ要素とを含む複数の相互に協働する要素を備える。ポンピングステージのうちの少なくとも１つのポンピングステージの要素のうちの少なくとも１つの要素は、短繊維によって強化されたプラスチック材料から作られており、短繊維は、プラスチック材料のマトリックス内部に無秩序で実質的にランダムに分散されている。短繊維によって強化されたプラスチック材料の使用は、射出成形によって少なくとも１つの要素を作ることを可能にし、また従来の真空ポンプと比べた場合に大幅に削減された生産コストで真空ポンプ１１を製造することを可能にする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は真空ポンプに関し、より詳細には、プラスチック材料から作られた１つ又は複数の要素を備えるとともに高い真空度を得ることが意図される高真空ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの異なる種類の真空ポンプが、当該技術分野において既知であり、得るべき真空度に従って用いられる。
【０００３】
例えば、ターボ分子ポンプが最高１０−８Ｐａまでの非常に高い真空度を得るのに広く用いられている。
【０００４】
これらのターボ分子ポンプは概して、入口すなわち吸引ポートと、出口すなわち排出ポートと、吸引ポートと排出ポートとの間に配置される複数のポンピングステージとを有する真空気密ケーシングを備える。
【０００５】
各ポンピングステージは、固定リング状ステータ要素を備えるステータステージと、回転軸と一体に取り付けられるとともに任意選択的に周囲にある翼を備えた回転型ディスク状ロータ要素を備えるロータステージとを含む。
【０００６】
回転軸及び該回転軸と一体に取り付けられたロータ要素が、高速で（通常は１０，０００ｒｐｍ超、ひいては最高１００，０００ｒｐｍまで）回転するように構成される場合、吸引ポートから排出ポートまでのガス圧送は、ロータ要素とステータ要素との協働に基づいて得られる。
【０００７】
ターボ分子ポンプは、高圧側で分子ドラッグ真空ポンプと関連付けられることが多い。
【０００８】
分子ドラッグ真空ポンプは概して、入口すなわち吸引ポートと、出口すなわち排出ポートと、吸引ポートと排出ポートとの間に配置される複数のポンピングステージとを備える真空気密ケーシングを備える。
【０００９】
ポンピングステージは、高速移動表面（分子の熱速度と同程度の速度で移動する）から直接ガス分子への運動量移行によってポンプ作用を生じさせる。概して、ポンピングステージは、互いに協働するとともに間にポンピングチャネルを画定するロータ要素及びステータ要素を備え、ポンピングチャネル内のガス分子と非常に高速で回転するロータ要素との衝突によって、チャネル内のガスをそのチャネル自体の入口から出口まで圧送させる。
【００１０】
概して、従来技術によれば、高真空ポンプ、特にターボ分子真空ポンプ及び分子ドラッグ真空ポンプにおけるロータ要素及びステータ要素は、アルミニウム合金から作られる。特定のアルミニウム合金の抑えられた比重及び良好な機械的強度は、速い回転速度を達成することを可能にする。
【００１１】
最近では、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）がロータ要素及び他の部品を作るのに検討及び評価されている。
【００１２】
概して、そのような解決策は、アルミニウム及びその合金の構造強度よりも大幅に高い構造強度、並びに低減された重量を達成することを目的とし、これは、ロータ要素に関してより高速の周囲速度を達成することを可能にし、さらには真空ポンプのポンピング速度を上げる。これは、ロータ要素の最大回転速度が材料の構造強度によって制限される場合がある大型のポンプには特に重要である。
【００１３】
これらの解決策は、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維等のような長繊維によって強化された熱硬化性樹脂を用いた、ターボ分子ポンプのディスク状ロータ要素の製造に関する。
【００１４】
ロータ要素の構造強度を増大させるために、そのような解決策は、最大応力方向、例えば周方向にすべてが配向された強化長繊維を用いる。
【００１５】
そのような既知の解決策は、理論的な水準では非常に有望ではあるが、非常に高い生産コストに起因して実行するのが困難である。第１に、高い構造強度を得る必要性により、使用される材料の選択において自由度が制限される。第２に、１つ又は複数の所定の方向に沿って強化繊維を配置する必要性により、生産プロセスの複雑度及びそれに関するコストが大幅に増大する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上記を鑑みて、プラスチック材料を用いるとともに、より低い生産コスト及び低減された重量を有する高真空ポンプが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の実施の形態によれば、アルミニウム又は他の類似の金属の代わりのプラスチック材料の使用は、生産コストを削減することを目的とする。
【００１８】
短繊維によって強化される可能性のある熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂の使用によって、本発明の実施の形態による真空ポンプの要素を射出成形によって作ることが可能となるため、アルミニウム製の従来のロータ要素に対して抑えられ、かつ競合し得る生産コストが得られる。
【００１９】
実際に、強化繊維として用いられる短繊維はプラスチック材料のマトリックス内にランダムに配向されており、これは、優先方向に沿って繊維を配置する必要性をなくし、生産プロセスにおいて射出成形技法を使用することができるようにする。長繊維の代わりに短繊維を使用することがより低い構造的剛性を与えるとしても、実験的試験は、短繊維によって強化された樹脂製の要素が、アルミニウム合金製の類似の要素の構造強度よりも僅かに低いものの同じオーダー（桁数）の構造強度を有する、ということを示している。
【００２０】
さらに、特定の機械的強度、すなわち引張破壊応力と比重との比を考慮する場合、短繊維によって強化された樹脂製の要素は、アルミニウム合金製の類似の要素の性能と非常に類似した性能を有する。
【００２１】
１つの実施の形態によれば、真空ポンプは、短繊維によって強化されたプラスチック材料から作られた少なくとも１つのロータ要素を含む。
【００２２】
別の実施の形態によれば、真空ポンプは、短繊維によって強化されたプラスチック材料から作られた少なくとも１つのステータ要素を含む。
【００２３】
別の実施の形態によれば、真空ポンプは、短繊維によって強化されたプラスチック材料から作られた少なくとも１つのターボ分子ロータ又はステータ要素を含む。
【００２４】
別の実施の形態によれば、真空ポンプは、短繊維によって強化されたプラスチック材料から作られた少なくとも１つの分子ドラッグロータ又はステータ要素を含む。
【００２５】
通常、真空ポンプの要素に用いられるプラスチック材料は、熱可塑性樹脂及び半結晶性ポリマー等を含む。
【００２６】
好ましくは、真空ポンプの要素に用いられる短繊維は、炭素短繊維又はグラファイト短繊維、ガラス短繊維又はアラミド短繊維を含む。
【００２７】
本発明の実施の形態は、小型又は中型の真空ポンプ（最高約７００ｌ／ｓ程度のポンピング速度）を製造するのに特に適しており、従来の解決策と比べた場合に生産コストの大幅な削減をもたらすことができる。
【００２８】
本発明の更なる特徴及び利点は、添付の図面を参照して非限定的な例として与えられる、本発明の実施形態の以下の詳細な説明から明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】ターボ分子真空ポンプの概略断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態によるポンプのターボ分子ロータ要素の平面図である。
【図３】図２に示されるロータ要素の概略断面図である。
【図４】ケーシング及びステータが取り外された状態で示される、本発明の第１の実施形態によるポンプの正面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態によるポンプの分子ドラッグロータ要素の斜視図である。
【図６】本発明の第２の実施形態によるポンプロータの概略断面図である。
【図７】図６に示されるポンプロータの底面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１を参照すると、高真空ポンプ１０１が概略的に示されている。
【００３１】
高真空ポンプ１０１は、電気モータ１０７が収容されているベース１０５上に取り付けられている、真空気密ケーシング１０３を含む。吸引ポート１０９及び排出ポート１１１がケーシング１０３内に画定される。ケーシング１０３の内部では、複数のポンピングステージ１１３、２１３が間に設けられている。
【００３２】
より詳細には、吸引ポート１０９から排出ポート１１１までに、
第１の複数のターボ分子ポンピングステージ１１３と、
第２の複数の分子ドラッグポンピングステージ２１３と、
を特定することができ、分子ドラッグポンピングステージ２１３はターボ分子ポンピングステージ１１３の下流に設けられている。
【００３３】
詳細には、各ターボ分子ポンピングステージ１１３は、少なくとも、
ケーシング１０３に締結された１つの固定リング状ステータ要素１１３ａと、
電気モータ１０７によって高速で（１００００ｒｐｍよりも高く、かつ最高１０００００ｒｐｍまで）回転するように構成された中央回転軸１１５と一体に取り付けられている１つのディスク状ロータ要素１１３ｂとを備え、
ステータ要素１１３ａ及びロータ要素１１３ｂは、ポンピングステージ１１３を通過するガスに対してポンピング効果を与えるように相互に協働する。
【００３４】
詳細には、各分子ドラッグポンピングステージ２１３は、少なくとも、
ケーシング１０３に締結されている、１つの固定ステータ要素２１３ａと、
電気モータ１０７によって高速で（１００００ｒｐｍよりも高く、かつ最高１０００００ｒｐｍまで）回転するように構成された中央回転軸１１５と一体に取り付けられている１つのロータ要素２１３ｂとを備え、
ステータ要素２１３ａ及びロータ要素２１３ｂは、ポンピングステージ２１３を通過するガスに対してポンピング効果を与えるように相互に協働する。
【００３５】
本発明の実施形態によれば、真空ポンプは、吸引ポートと排出ポートとの間に配置されている複数のポンピングステージを備える。各ポンピングステージは、ポンピングステージを通過するガスを圧送するように相互に協働する複数の要素を備え、該要素は、互いに協働する少なくとも１つの固定ステータ要素及び少なくとも１つの回転型ロータ要素を備え、ポンピングステージのうちの少なくとも１つのポンピングステージの要素のうちの少なくとも１つの要素は、強化短繊維を含有するプラスチック材料から作られる。
【００３６】
好ましくは、プラスチック材料は、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂である。
【００３７】
より好ましくは、プラスチック材料は半結晶性ポリマーであり、更により好ましくは芳香族半結晶性ポリマーである。
【００３８】
好ましくは、強化短繊維は、プラスチック材料のマトリックス内にランダムに配向されている。
【００３９】
好ましくは、強化短繊維は、炭素短繊維又はグラファイト短繊維、ガラス短繊維又はアラミド短繊維である。
【００４０】
好ましくは、プラスチック材料内の短繊維含有率（charge）は、材料の重量の１０％〜５０％の範囲内、より好ましくは材料の重量の３０％〜４０％の範囲内にある。
【００４１】
これに関連して、
用語「熱可塑性樹脂」は、繰返し加工及び成形することができるように、温度が上がると固体状態から粘稠状態に移行し（pass）、温度が下がると粘稠状態から固体状態に戻るポリマーを指し、
用語「熱硬化性樹脂」は、温度が上がると、剛性が不可逆的に増加するため、分解を受けずには再び溶融することができないポリマーを指し、
用語「半結晶性ポリマー」は、その鎖を折り畳むことによってそのより長い部分又はより短い部分を隣り合わせで規則的に配列することが可能であり、それにより規則的な結晶領域を形成するポリマーを指し、
用語「芳香族半結晶性ポリマー」は、芳香族基を含む半結晶性ポリマーを指し、
用語「短繊維」は、該繊維が導入されるプラスチック材料のマトリックスのサイズに対してごく僅かなサイズである繊維を指し、詳細には、短繊維は概して、１０ｍｍよりも短いサイズ、好ましくは１ｍｍよりも短いサイズを有する、ということに留意されたい。
【００４２】
短繊維は、プラスチック材料から作られた要素に対してごく僅かなサイズを有するため、プラスチック材料のマトリックス内部で優先方向に配向されているのではなく、無秩序で実質的にランダムに分散されている。
【００４３】
有利には、本発明の教示に従って作られる真空ポンプの要素は、射出成形プロセスによって、短繊維を含有する粘稠状態のプラスチック材料の混合物から出発して生産することができる。
【００４４】
そのようなプロセスを用いることができることにより、従来は機械加工又は放電加工によって得られるアルミニウム合金から作られた類似の要素と比べた場合、要素の生産コストを大幅に抑えることが可能になる。
【００４５】
反対に、そのようなプロセスは、すべて優先方向に沿って配列する必要がある長繊維によって強化されたプラスチック材料から作られる類似の要素を製造するのに用いることはできず、この場合、繊維を正確に配列する複雑な作業が必要であり、材料を熱硬化させる場合、オートクレーブで行われる費用のかかるプロセスも同様に必要とされる。
【００４６】
図２及び図３は、本発明の第１の好ましい実施形態に関するものであり、ここでは、真空ポンプの少なくとも１つのターボ分子ポンピングステージの少なくともロータ要素１は、短繊維を含有するプラスチック材料から作られる。
【００４７】
そのような実施形態は一切限定するものではないこと、及び、例えば真空ポンプの少なくとも１つのターボ分子ポンピングステージの少なくともステータ要素が短繊維を含有するプラスチック材料から作られる（それにより本発明の範囲から逸脱することはない）、真空ポンプを提供することが可能であることを理解されたい。
【００４８】
図２及び図３を参照すると、ターボ分子ロータ要素１は、実質的にディスク状であり、実質的に平らな環状体３を備えており、また中央貫通孔５（この貫通孔の中を真空ポンプの回転軸が通る）と周囲にある半径方向翼７とが設けられている。
【００４９】
ロータ要素１は、翼を伴わずとも円滑に動くことさえもできるし、異なる形状を有する翼を有することもできることが当業者には明らかであろう。
【００５０】
好ましくは、図３に示されるように、ロータ要素１の環状体３は、中心から周縁にかけて僅かにテーパ状である。このようにして、ロータ要素１の厚みは、応力がより強い中心においてより厚く、応力がより弱い周縁においてより薄い。
【００５１】
この点において、実験的試験によって、ターボ分子ロータ要素が受ける応力が、主に、ディスクのより中心にある部分における周方向応力と、翼が存在する部分における実質的に半径方向の応力とであるということが示されていることを理解されたい。
【００５２】
短繊維の無秩序で実質的にランダムな分布は、有利には、応力が様々な向きである場合でも、ディスク中心における応力及びディスク周縁における応力の双方に対して良好な抵抗で対抗することを可能にし、これは、単一の優先方向に沿って配列される長繊維が使用される場合には可能ではないであろう。通常、様々な向きである応力に耐えるためには、異なって配向されている繊維を有する部分を結合するための複雑で費用のかかるシステムを伴う。
【００５３】
ターボ分子ロータ要素１は、短繊維を含有するプラスチック材料から全体的に作られている。
【００５４】
詳細には、３０％〜４０％の量の炭素短繊維を適切に含有する、Ｖｉｃｔｒｅｘ（商標）社によって市販されている材料ＰＥＥＫ（商標）、又はＳｏｌｖａｙ（商標）社によって市販されている材料Ｔｏｒｌｏｎ（商標）は、ロータ要素１のようなロータ要素を作ることを特に促進する性能を示し、またそのような材料が動作することになる高真空環境に適合する。
【００５５】
この点において、以下に、３０％の炭素短繊維を含有するＰＥＥＫ（商標）の主な特徴のいくつかがアルミニウムの特徴と比較されている表が含まれる。
【００５６】
詳細には、以下の表において、
比重（ＰＳ）、
引張破壊応力（Ｓ）、
特定の機械的強度（ＲＭＳ＝Ｓ／ＰＳ）、
熱放射率（ＥＭＴ）が報告されている。
【００５７】
【表１】
【００５８】
上記の表を分析することによって、当業者は、
ＰＥＥＫ（商標）を用いることによって、アルミニウムを用いる場合よりもはるかに軽い要素を取得することが可能になり、
ＰＥＥＫ（商標）の引張破壊応力はアルミニウムの引張破壊応力よりも低いが、それでも同じ桁であり、
ＰＥＥＫ（商標）の比重に対する構造強度の比は、アルミニウムの比重に対する構造強度の比と実質的に同じであり、
ＰＥＥＫ（商標）から作られたロータの極慣性モーメントはアルミニウムから作られたロータの極慣性モーメントよりも低く、これは遷移相におけるランプ時間を低減させることを可能にし、
ＰＥＥＫ（商標）の熱放射率はアルミニウムの熱放射率よりも大幅に高く、これは、真空ポンプ内部の熱交換が主に放射によって行われることを考慮して、熱効率を際立って高める、ということを即座に推測するであろう。
【００５９】
射出成形プロセスを利用することによって、ＰＥＥＫ（商標）のロータ要素の生産コストは、機械加工又は放電加工によって形成されるアルミニウムのロータ要素の生産コストよりも大幅に低い。
【００６０】
さらに、ＰＥＥＫ（商標）のようなプラスチック材料の使用によって、アルミニウム製の要素に対して、耐腐食性を際立って高めることが可能になる。
【００６１】
ここで図４を参照すると、本発明の第１の実施形態によるターボ分子真空ポンプ１１が部分的に示されており、ここでは、すべてのターボ分子ポンピングステージのロータ要素１３は、図２及び図３に示された種類のものである。すなわち、ロータ要素１３は、短繊維によって強化されたプラスチック材料から作られている。
【００６２】
図４において、ターボ分子真空ポンプ１１は、真空気密ケーシング及び該ケーシングに締結されるステータ要素を伴わない状態で示される。
【００６３】
ロータ要素１３は、ロータの平衡を保つダボ（dowel）を含む底部プレート１７を介装してターボ分子真空ポンプ１１のベース１５に取り付けられている。
【００６４】
ロータ要素１３は、ターボ分子真空ポンプ１１の回転軸１９（これは要素内に形成された中央貫通孔の中を通る）上に嵌められており、互いに積み重なって真空ポンプロータを形成する。
【００６５】
ロータ要素１３の積層体は次いで、ナット２１を軸１９の上端部上にねじ留めすることによって軸方向に締め付けられ（compressed）、上端部にはその目的のためにネジ山が付けられている。
【００６６】
ロータの平衡を保つダボ（dowel）を含む上部プレート２３が、最上のロータ要素１３とナット２１との間に介装されている。
【００６７】
８個のポンピングステージを備える、図４に示されるポンプのような小型のポンプでは、短繊維によって強化されたプラスチック材料、例えば３０％の炭素短繊維によって強化されたＰＥＥＫ（商標）からなる８個のロータ要素１３を射出成形によって作ることによって、アルミニウム合金からなる従来のロータの作製に対して生産コストを約７５％削減することができる。
【００６８】
図４に示されるものに関する代替的な実施形態では、複数のロータ要素１３を備えるターボ分子真空ポンプのロータを、例えば射出成形によって単一のモノリシックな部品として製造することができる。
【００６９】
この点において、長繊維はすべて優先方向に沿って配列される必要があるため、長繊維によって強化されたプラスチック材料から作られるロータは射出成形によってモノリシックな部品として製造することができない、ということに留意されたい。
【００７０】
反対に、短繊維が無秩序で実質的にランダムに配列されている本発明の実施形態によるロータ要素における場合のように、複数のロータ要素を備えるロータを単一のモノリシックな部品として製造することが可能であるため、非常に安価なプロセスでロータを製造することが可能になる。
【００７１】
ここで図５を参照すると、真空ポンプの少なくとも１つの分子ドラッグポンピングステージの少なくともロータ要素３３が短繊維を含有するプラスチック材料から作られる、本発明の第２の好ましい実施形態が示される。
【００７２】
そのような実施形態は一切限定するものではないこと、及び、例えば、真空ポンプの少なくとも１つの分子ポンピングステージの少なくともステータ要素が短繊維を含有するプラスチック材料から作られる、真空ポンプを提供することが可能であることを理解されたい。
【００７３】
図５を参照すると、図示の実施形態によれば、ロータ要素３３は、実質的にディスク状であり、使用時に、対応するステータ要素の滑らかな表面と対向して配置される、分子ポンピングステージを通してガスを圧送するように滑らかな表面と協働する第１の表面上の少なくとも１つの螺旋状チャネル３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄを有するロータ本体を備える。
【００７４】
好ましくは、ロータ要素３３は、第１の表面上に少なくとも１つの螺旋状チャネルと、その反対の表面上に少なくとも１つの更なる螺旋状チャネルとを有するロータ本体を備え、ロータ表面の各々は、２つの異なるポンピングステージを得るようにそれぞれのステータ要素の滑らかな表面と協働し、ロータ要素３３の第１の表面の螺旋状チャネルにおいて、ガスは第１の方向（すなわち中心に向かうか又は外側に向かう）に流れ、一方で、ロータ３３の第２の表面の螺旋状チャネルにおいて、ガスは第１の方向とは反対の第２の方向（すなわち外側に向かうか又は中心に向かう）に流れる。
【００７５】
有利には、図示の実施形態において、ガスがチャネルを通って中心に向かう方向に流れるか又は外側に向かう方向に流れるかにかかわらず、螺旋状チャネルの断面積は、ロータ本体の中心から外側周縁へと低減する。そのようにして、チャネル断面積と該断面積に対して垂直な（normal to）ロータ速度との積（すなわち内部ガス流速）を有利には一定のまま維持することができる。
【００７６】
そのような実施形態は一切限定するものではないこと、及び、ロータの螺旋状チャネルの異なる幾何学的構成を代替的に選択することができることを理解されたい。
【００７７】
さらに、例えば従来のシーグバーンポンピングステージのような他の異なる種類の分子ポンピングステージ。
【００７８】
ここで図６及び図７を参照すると、本発明の第２の実施形態による真空ポンプのロータ３１が示されており、ロータは、対応するターボ分子ポンピングステージを得るようにそれぞれのステータ要素と協働することが意図される第１の複数のターボ分子ロータ要素１３と、ターボ分子ポンピングステージの下流に配置された、対応する分子ドラッグポンピングステージを得るようにそれぞれのステータ要素と協働することが意図される第２の複数の分子ドラッグロータ要素３３とを備える。
【００７９】
ロータ３１において、すべてのターボ分子ロータ要素１３は、短繊維によって強化されたプラスチック材料から作られた、図２及び図３に示される種類のものである。すべての分子ドラッグロータ要素３３は、短繊維によって強化されたプラスチック材料から作られた、図５に示される種類のものである。ターボ分子ロータ要素１３及び分子ドラッグロータ要素３３は、それらのロータ要素内に形成された中央貫通孔の中を通る真空ポンプの回転軸（図示されない）上に嵌められており、互いに積み重なって真空ポンプロータ３１を形成する。
【００８０】
図６に示されるように、分子ドラッグロータ要素３３は、有利には、第１の表面上に複数の螺旋状チャネル３５ａ，３５ｂ，３５ｃと、反対の表面上に複数の更なる螺旋状チャネル３５’ａ，３５’ｂ，３５’ｃとを備え、この場合ロータ表面の各々は、それぞれのステータ要素の滑らかな表面と協働するのに適している。
【００８１】
図６及び図７に示されるものに関する代替的な実施形態において、複数のターボ分子ロータ要素１３と複数の分子ドラッグロータ要素３３とを備える真空ポンプのロータは、例えば射出成形によって単一のモノリシックな部品として製造することができるため、非常に安価なプロセスでロータを製造することが可能になる。
【００８２】
前述の詳細な説明は一切限定するものではないこと、及び、添付の特許請求の範囲に規定されるような本発明の範囲から逸脱することなく、いくつかの変形及び変更が可能であることも明らかである。
【００８３】
詳細には、図示の実施形態において、短繊維によって強化されたプラスチック材料から作られる１つ又は複数のターボ分子ロータ要素及び／又は分子ドラッグロータ要素に言及した場合であっても、真空ポンプは、代替的に又は付加的に、短繊維によって強化されたプラスチック材料製、又はステータが受ける応力がより低い場合に非強化プラスチック材料製でさえある、ターボ分子ロータ要素及び／又は分子ドラッグロータ要素と、１つ又は複数のターボ分子ステータ要素及び／又は分子ドラッグステータ要素とを備えることを想定することが可能である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は真空ポンプに関し、より詳細には、プラスチック材料から作られた１つ又は複数の要素を備えるとともに高い真空度を得ることが意図される高真空ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの異なる種類の真空ポンプが、当該技術分野において既知であり、得るべき真空度に従って用いられる。
【０００３】
例えば、ターボ分子ポンプが最高１０−８Ｐａまでの非常に高い真空度を得るのに広く用いられている。
【０００４】
これらのターボ分子ポンプは概して、入口すなわち吸引ポートと、出口すなわち排出ポートと、吸引ポートと排出ポートとの間に配置される複数のポンピングステージとを有する真空気密ケーシングを備える。
【０００５】
各ポンピングステージは、固定リング状ステータ要素を備えるステータステージと、回転軸と一体に取り付けられるとともに任意選択的に周囲にある翼を備えた回転型ディスク状ロータ要素を備えるロータステージとを含む。
【０００６】
回転軸及び該回転軸と一体に取り付けられたロータ要素が、高速で（通常は１０，０００ｒｐｍ超、ひいては最高１００，０００ｒｐｍまで）回転するように構成される場合、吸引ポートから排出ポートまでのガス圧送は、ロータ要素とステータ要素との協働に基づいて得られる。
【０００７】
ターボ分子ポンプは、高圧側で分子ドラッグ真空ポンプと関連付けられることが多い。
【０００８】
分子ドラッグ真空ポンプは概して、入口すなわち吸引ポートと、出口すなわち排出ポートと、吸引ポートと排出ポートとの間に配置される複数のポンピングステージとを備える真空気密ケーシングを備える。
【０００９】
ポンピングステージは、高速移動表面（分子の熱速度と同程度の速度で移動する）から直接ガス分子への運動量移行によってポンプ作用を生じさせる。概して、ポンピングステージは、互いに協働するとともに間にポンピングチャネルを画定するロータ要素及びステータ要素を備え、ポンピングチャネル内のガス分子と非常に高速で回転するロータ要素との衝突によって、チャネル内のガスをそのチャネル自体の入口から出口まで圧送させる。
【００１０】
概して、従来技術によれば、高真空ポンプ、特にターボ分子真空ポンプ及び分子ドラッグ真空ポンプにおけるロータ要素及びステータ要素は、アルミニウム合金から作られる。特定のアルミニウム合金の抑えられた比重及び良好な機械的強度は、速い回転速度を達成することを可能にする。
【００１１】
最近では、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）がロータ要素及び他の部品を作るのに検討及び評価されている。
【００１２】
概して、そのような解決策は、アルミニウム及びその合金の構造強度よりも大幅に高い構造強度、並びに低減された重量を達成することを目的とし、これは、ロータ要素に関してより高速の周囲速度を達成することを可能にし、さらには真空ポンプのポンピング速度を上げる。これは、ロータ要素の最大回転速度が材料の構造強度によって制限される場合がある大型のポンプには特に重要である。
【００１３】
これらの解決策は、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維等のような長繊維によって強化された熱硬化性樹脂を用いた、ターボ分子ポンプのディスク状ロータ要素の製造に関する。
【００１４】
ロータ要素の構造強度を増大させるために、そのような解決策は、最大応力方向、例えば周方向にすべてが配向された強化長繊維を用いる。
【００１５】
そのような既知の解決策は、理論的な水準では非常に有望ではあるが、非常に高い生産コストに起因して実行するのが困難である。第１に、高い構造強度を得る必要性により、使用される材料の選択において自由度が制限される。第２に、１つ又は複数の所定の方向に沿って強化繊維を配置する必要性により、生産プロセスの複雑度及びそれに関するコストが大幅に増大する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上記を鑑みて、プラスチック材料を用いるとともに、より低い生産コスト及び低減された重量を有する高真空ポンプが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の実施の形態によれば、アルミニウム又は他の類似の金属の代わりのプラスチック材料の使用は、生産コストを削減することを目的とする。
【００１８】
短繊維によって強化される可能性のある熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂の使用によって、本発明の実施の形態による真空ポンプの要素を射出成形によって作ることが可能となるため、アルミニウム製の従来のロータ要素に対して抑えられ、かつ競合し得る生産コストが得られる。
【００１９】
実際に、強化繊維として用いられる短繊維はプラスチック材料のマトリックス内にランダムに配向されており、これは、優先方向に沿って繊維を配置する必要性をなくし、生産プロセスにおいて射出成形技法を使用することができるようにする。長繊維の代わりに短繊維を使用することがより低い構造的剛性を与えるとしても、実験的試験は、短繊維によって強化された樹脂製の要素が、アルミニウム合金製の類似の要素の構造強度よりも僅かに低いものの同じオーダー（桁数）の構造強度を有する、ということを示している。
【００２０】
さらに、特定の機械的強度、すなわち引張破壊応力と比重との比を考慮する場合、短繊維によって強化された樹脂製の要素は、アルミニウム合金製の類似の要素の性能と非常に類似した性能を有する。
【００２１】
１つの実施の形態によれば、真空ポンプは、短繊維によって強化されたプラスチック材料から作られた少なくとも１つのロータ要素を含む。
【００２２】
別の実施の形態によれば、真空ポンプは、短繊維によって強化されたプラスチック材料から作られた少なくとも１つのステータ要素を含む。
【００２３】
別の実施の形態によれば、真空ポンプは、短繊維によって強化されたプラスチック材料から作られた少なくとも１つのターボ分子ロータ又はステータ要素を含む。
【００２４】
別の実施の形態によれば、真空ポンプは、短繊維によって強化されたプラスチック材料から作られた少なくとも１つの分子ドラッグロータ又はステータ要素を含む。
【００２５】
通常、真空ポンプの要素に用いられるプラスチック材料は、熱可塑性樹脂及び半結晶性ポリマー等を含む。
【００２６】
好ましくは、真空ポンプの要素に用いられる短繊維は、炭素短繊維又はグラファイト短繊維、ガラス短繊維又はアラミド短繊維を含む。
【００２７】
本発明の実施の形態は、小型又は中型の真空ポンプ（最高約７００ｌ／ｓ程度のポンピング速度）を製造するのに特に適しており、従来の解決策と比べた場合に生産コストの大幅な削減をもたらすことができる。
【００２８】
本発明の更なる特徴及び利点は、添付の図面を参照して非限定的な例として与えられる、本発明の実施形態の以下の詳細な説明から明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】ターボ分子真空ポンプの概略断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態によるポンプのターボ分子ロータ要素の平面図である。
【図３】図２に示されるロータ要素の概略断面図である。
【図４】ケーシング及びステータが取り外された状態で示される、本発明の第１の実施形態によるポンプの正面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態によるポンプの分子ドラッグロータ要素の斜視図である。
【図６】本発明の第２の実施形態によるポンプロータの概略断面図である。
【図７】図６に示されるポンプロータの底面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１を参照すると、高真空ポンプ１０１が概略的に示されている。
【００３１】
高真空ポンプ１０１は、電気モータ１０７が収容されているベース１０５上に取り付けられている、真空気密ケーシング１０３を含む。吸引ポート１０９及び排出ポート１１１がケーシング１０３内に画定される。ケーシング１０３の内部では、複数のポンピングステージ１１３、２１３が間に設けられている。
【００３２】
より詳細には、吸引ポート１０９から排出ポート１１１までに、
第１の複数のターボ分子ポンピングステージ１１３と、
第２の複数の分子ドラッグポンピングステージ２１３と、
を特定することができ、分子ドラッグポンピングステージ２１３はターボ分子ポンピングステージ１１３の下流に設けられている。
【００３３】
詳細には、各ターボ分子ポンピングステージ１１３は、少なくとも、
ケーシング１０３に締結された１つの固定リング状ステータ要素１１３ａと、
電気モータ１０７によって高速で（１００００ｒｐｍよりも高く、かつ最高１０００００ｒｐｍまで）回転するように構成された中央回転軸１１５と一体に取り付けられている１つのディスク状ロータ要素１１３ｂとを備え、
ステータ要素１１３ａ及びロータ要素１１３ｂは、ポンピングステージ１１３を通過するガスに対してポンピング効果を与えるように相互に協働する。
【００３４】
詳細には、各分子ドラッグポンピングステージ２１３は、少なくとも、
ケーシング１０３に締結されている、１つの固定ステータ要素２１３ａと、
電気モータ１０７によって高速で（１００００ｒｐｍよりも高く、かつ最高１０００００ｒｐｍまで）回転するように構成された中央回転軸１１５と一体に取り付けられている１つのロータ要素２１３ｂとを備え、
ステータ要素２１３ａ及びロータ要素２１３ｂは、ポンピングステージ２１３を通過するガスに対してポンピング効果を与えるように相互に協働する。
【００３５】
本発明の実施形態によれば、真空ポンプは、吸引ポートと排出ポートとの間に配置されている複数のポンピングステージを備える。各ポンピングステージは、ポンピングステージを通過するガスを圧送するように相互に協働する複数の要素を備え、該要素は、互いに協働する少なくとも１つの固定ステータ要素及び少なくとも１つの回転型ロータ要素を備え、ポンピングステージのうちの少なくとも１つのポンピングステージの要素のうちの少なくとも１つの要素は、強化短繊維を含有するプラスチック材料から作られる。
【００３６】
好ましくは、プラスチック材料は、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂である。
【００３７】
より好ましくは、プラスチック材料は半結晶性ポリマーであり、更により好ましくは芳香族半結晶性ポリマーである。
【００３８】
好ましくは、強化短繊維は、プラスチック材料のマトリックス内にランダムに配向されている。
【００３９】
好ましくは、強化短繊維は、炭素短繊維又はグラファイト短繊維、ガラス短繊維又はアラミド短繊維である。
【００４０】
好ましくは、プラスチック材料内の短繊維含有率（charge）は、材料の重量の１０％〜５０％の範囲内、より好ましくは材料の重量の３０％〜４０％の範囲内にある。
【００４１】
これに関連して、
用語「熱可塑性樹脂」は、繰返し加工及び成形することができるように、温度が上がると固体状態から粘稠状態に移行し（pass）、温度が下がると粘稠状態から固体状態に戻るポリマーを指し、
用語「熱硬化性樹脂」は、温度が上がると、剛性が不可逆的に増加するため、分解を受けずには再び溶融することができないポリマーを指し、
用語「半結晶性ポリマー」は、その鎖を折り畳むことによってそのより長い部分又はより短い部分を隣り合わせで規則的に配列することが可能であり、それにより規則的な結晶領域を形成するポリマーを指し、
用語「芳香族半結晶性ポリマー」は、芳香族基を含む半結晶性ポリマーを指し、
用語「短繊維」は、該繊維が導入されるプラスチック材料のマトリックスのサイズに対してごく僅かなサイズである繊維を指し、詳細には、短繊維は概して、１０ｍｍよりも短いサイズ、好ましくは１ｍｍよりも短いサイズを有する、ということに留意されたい。
【００４２】
短繊維は、プラスチック材料から作られた要素に対してごく僅かなサイズを有するため、プラスチック材料のマトリックス内部で優先方向に配向されているのではなく、無秩序で実質的にランダムに分散されている。
【００４３】
有利には、本発明の教示に従って作られる真空ポンプの要素は、射出成形プロセスによって、短繊維を含有する粘稠状態のプラスチック材料の混合物から出発して生産することができる。
【００４４】
そのようなプロセスを用いることができることにより、従来は機械加工又は放電加工によって得られるアルミニウム合金から作られた類似の要素と比べた場合、要素の生産コストを大幅に抑えることが可能になる。
【００４５】
反対に、そのようなプロセスは、すべて優先方向に沿って配列する必要がある長繊維によって強化されたプラスチック材料から作られる類似の要素を製造するのに用いることはできず、この場合、繊維を正確に配列する複雑な作業が必要であり、材料を熱硬化させる場合、オートクレーブで行われる費用のかかるプロセスも同様に必要とされる。
【００４６】
図２及び図３は、本発明の第１の好ましい実施形態に関するものであり、ここでは、真空ポンプの少なくとも１つのターボ分子ポンピングステージの少なくともロータ要素１は、短繊維を含有するプラスチック材料から作られる。
【００４７】
そのような実施形態は一切限定するものではないこと、及び、例えば真空ポンプの少なくとも１つのターボ分子ポンピングステージの少なくともステータ要素が短繊維を含有するプラスチック材料から作られる（それにより本発明の範囲から逸脱することはない）、真空ポンプを提供することが可能であることを理解されたい。
【００４８】
図２及び図３を参照すると、ターボ分子ロータ要素１は、実質的にディスク状であり、実質的に平らな環状体３を備えており、また中央貫通孔５（この貫通孔の中を真空ポンプの回転軸が通る）と周囲にある半径方向翼７とが設けられている。
【００４９】
ロータ要素１は、翼を伴わずとも円滑に動くことさえもできるし、異なる形状を有する翼を有することもできることが当業者には明らかであろう。
【００５０】
好ましくは、図３に示されるように、ロータ要素１の環状体３は、中心から周縁にかけて僅かにテーパ状である。このようにして、ロータ要素１の厚みは、応力がより強い中心においてより厚く、応力がより弱い周縁においてより薄い。
【００５１】
この点において、実験的試験によって、ターボ分子ロータ要素が受ける応力が、主に、ディスクのより中心にある部分における周方向応力と、翼が存在する部分における実質的に半径方向の応力とであるということが示されていることを理解されたい。
【００５２】
短繊維の無秩序で実質的にランダムな分布は、有利には、応力が様々な向きである場合でも、ディスク中心における応力及びディスク周縁における応力の双方に対して良好な抵抗で対抗することを可能にし、これは、単一の優先方向に沿って配列される長繊維が使用される場合には可能ではないであろう。通常、様々な向きである応力に耐えるためには、異なって配向されている繊維を有する部分を結合するための複雑で費用のかかるシステムを伴う。
【００５３】
ターボ分子ロータ要素１は、短繊維を含有するプラスチック材料から全体的に作られている。
【００５４】
詳細には、３０％〜４０％の量の炭素短繊維を適切に含有する、Ｖｉｃｔｒｅｘ（商標）社によって市販されている材料ＰＥＥＫ（商標）、又はＳｏｌｖａｙ（商標）社によって市販されている材料Ｔｏｒｌｏｎ（商標）は、ロータ要素１のようなロータ要素を作ることを特に促進する性能を示し、またそのような材料が動作することになる高真空環境に適合する。
【００５５】
この点において、以下に、３０％の炭素短繊維を含有するＰＥＥＫ（商標）の主な特徴のいくつかがアルミニウムの特徴と比較されている表が含まれる。
【００５６】
詳細には、以下の表において、
比重（ＰＳ）、
引張破壊応力（Ｓ）、
特定の機械的強度（ＲＭＳ＝Ｓ／ＰＳ）、
熱放射率（ＥＭＴ）が報告されている。
【００５７】
【表１】
【００５８】
上記の表を分析することによって、当業者は、
ＰＥＥＫ（商標）を用いることによって、アルミニウムを用いる場合よりもはるかに軽い要素を取得することが可能になり、
ＰＥＥＫ（商標）の引張破壊応力はアルミニウムの引張破壊応力よりも低いが、それでも同じ桁であり、
ＰＥＥＫ（商標）の比重に対する構造強度の比は、アルミニウムの比重に対する構造強度の比と実質的に同じであり、
ＰＥＥＫ（商標）から作られたロータの極慣性モーメントはアルミニウムから作られたロータの極慣性モーメントよりも低く、これは遷移相におけるランプ時間を低減させることを可能にし、
ＰＥＥＫ（商標）の熱放射率はアルミニウムの熱放射率よりも大幅に高く、これは、真空ポンプ内部の熱交換が主に放射によって行われることを考慮して、熱効率を際立って高める、ということを即座に推測するであろう。
【００５９】
射出成形プロセスを利用することによって、ＰＥＥＫ（商標）のロータ要素の生産コストは、機械加工又は放電加工によって形成されるアルミニウムのロータ要素の生産コストよりも大幅に低い。
【００６０】
さらに、ＰＥＥＫ（商標）のようなプラスチック材料の使用によって、アルミニウム製の要素に対して、耐腐食性を際立って高めることが可能になる。
【００６１】
ここで図４を参照すると、本発明の第１の実施形態によるターボ分子真空ポンプ１１が部分的に示されており、ここでは、すべてのターボ分子ポンピングステージのロータ要素１３は、図２及び図３に示された種類のものである。すなわち、ロータ要素１３は、短繊維によって強化されたプラスチック材料から作られている。
【００６２】
図４において、ターボ分子真空ポンプ１１は、真空気密ケーシング及び該ケーシングに締結されるステータ要素を伴わない状態で示される。
【００６３】
ロータ要素１３は、ロータの平衡を保つダボ（dowel）を含む底部プレート１７を介装してターボ分子真空ポンプ１１のベース１５に取り付けられている。
【００６４】
ロータ要素１３は、ターボ分子真空ポンプ１１の回転軸１９（これは要素内に形成された中央貫通孔の中を通る）上に嵌められており、互いに積み重なって真空ポンプロータを形成する。
【００６５】
ロータ要素１３の積層体は次いで、ナット２１を軸１９の上端部上にねじ留めすることによって軸方向に締め付けられ（compressed）、上端部にはその目的のためにネジ山が付けられている。
【００６６】
ロータの平衡を保つダボ（dowel）を含む上部プレート２３が、最上のロータ要素１３とナット２１との間に介装されている。
【００６７】
８個のポンピングステージを備える、図４に示されるポンプのような小型のポンプでは、短繊維によって強化されたプラスチック材料、例えば３０％の炭素短繊維によって強化されたＰＥＥＫ（商標）からなる８個のロータ要素１３を射出成形によって作ることによって、アルミニウム合金からなる従来のロータの作製に対して生産コストを約７５％削減することができる。
【００６８】
図４に示されるものに関する代替的な実施形態では、複数のロータ要素１３を備えるターボ分子真空ポンプのロータを、例えば射出成形によって単一のモノリシックな部品として製造することができる。
【００６９】
この点において、長繊維はすべて優先方向に沿って配列される必要があるため、長繊維によって強化されたプラスチック材料から作られるロータは射出成形によってモノリシックな部品として製造することができない、ということに留意されたい。
【００７０】
反対に、短繊維が無秩序で実質的にランダムに配列されている本発明の実施形態によるロータ要素における場合のように、複数のロータ要素を備えるロータを単一のモノリシックな部品として製造することが可能であるため、非常に安価なプロセスでロータを製造することが可能になる。
【００７１】
ここで図５を参照すると、真空ポンプの少なくとも１つの分子ドラッグポンピングステージの少なくともロータ要素３３が短繊維を含有するプラスチック材料から作られる、本発明の第２の好ましい実施形態が示される。
【００７２】
そのような実施形態は一切限定するものではないこと、及び、例えば、真空ポンプの少なくとも１つの分子ポンピングステージの少なくともステータ要素が短繊維を含有するプラスチック材料から作られる、真空ポンプを提供することが可能であることを理解されたい。
【００７３】
図５を参照すると、図示の実施形態によれば、ロータ要素３３は、実質的にディスク状であり、使用時に、対応するステータ要素の滑らかな表面と対向して配置される、分子ポンピングステージを通してガスを圧送するように滑らかな表面と協働する第１の表面上の少なくとも１つの螺旋状チャネル３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄを有するロータ本体を備える。
【００７４】
好ましくは、ロータ要素３３は、第１の表面上に少なくとも１つの螺旋状チャネルと、その反対の表面上に少なくとも１つの更なる螺旋状チャネルとを有するロータ本体を備え、ロータ表面の各々は、２つの異なるポンピングステージを得るようにそれぞれのステータ要素の滑らかな表面と協働し、ロータ要素３３の第１の表面の螺旋状チャネルにおいて、ガスは第１の方向（すなわち中心に向かうか又は外側に向かう）に流れ、一方で、ロータ３３の第２の表面の螺旋状チャネルにおいて、ガスは第１の方向とは反対の第２の方向（すなわち外側に向かうか又は中心に向かう）に流れる。
【００７５】
有利には、図示の実施形態において、ガスがチャネルを通って中心に向かう方向に流れるか又は外側に向かう方向に流れるかにかかわらず、螺旋状チャネルの断面積は、ロータ本体の中心から外側周縁へと低減する。そのようにして、チャネル断面積と該断面積に対して垂直な（normal to）ロータ速度との積（すなわち内部ガス流速）を有利には一定のまま維持することができる。
【００７６】
そのような実施形態は一切限定するものではないこと、及び、ロータの螺旋状チャネルの異なる幾何学的構成を代替的に選択することができることを理解されたい。
【００７７】
さらに、例えば従来のシーグバーンポンピングステージのような他の異なる種類の分子ポンピングステージ。
【００７８】
ここで図６及び図７を参照すると、本発明の第２の実施形態による真空ポンプのロータ３１が示されており、ロータは、対応するターボ分子ポンピングステージを得るようにそれぞれのステータ要素と協働することが意図される第１の複数のターボ分子ロータ要素１３と、ターボ分子ポンピングステージの下流に配置された、対応する分子ドラッグポンピングステージを得るようにそれぞれのステータ要素と協働することが意図される第２の複数の分子ドラッグロータ要素３３とを備える。
【００７９】
ロータ３１において、すべてのターボ分子ロータ要素１３は、短繊維によって強化されたプラスチック材料から作られた、図２及び図３に示される種類のものである。すべての分子ドラッグロータ要素３３は、短繊維によって強化されたプラスチック材料から作られた、図５に示される種類のものである。ターボ分子ロータ要素１３及び分子ドラッグロータ要素３３は、それらのロータ要素内に形成された中央貫通孔の中を通る真空ポンプの回転軸（図示されない）上に嵌められており、互いに積み重なって真空ポンプロータ３１を形成する。
【００８０】
図６に示されるように、分子ドラッグロータ要素３３は、有利には、第１の表面上に複数の螺旋状チャネル３５ａ，３５ｂ，３５ｃと、反対の表面上に複数の更なる螺旋状チャネル３５’ａ，３５’ｂ，３５’ｃとを備え、この場合ロータ表面の各々は、それぞれのステータ要素の滑らかな表面と協働するのに適している。
【００８１】
図６及び図７に示されるものに関する代替的な実施形態において、複数のターボ分子ロータ要素１３と複数の分子ドラッグロータ要素３３とを備える真空ポンプのロータは、例えば射出成形によって単一のモノリシックな部品として製造することができるため、非常に安価なプロセスでロータを製造することが可能になる。
【００８２】
前述の詳細な説明は一切限定するものではないこと、及び、添付の特許請求の範囲に規定されるような本発明の範囲から逸脱することなく、いくつかの変形及び変更が可能であることも明らかである。
【００８３】
詳細には、図示の実施形態において、短繊維によって強化されたプラスチック材料から作られる１つ又は複数のターボ分子ロータ要素及び／又は分子ドラッグロータ要素に言及した場合であっても、真空ポンプは、代替的に又は付加的に、短繊維によって強化されたプラスチック材料製、又はステータが受ける応力がより低い場合に非強化プラスチック材料製でさえある、ターボ分子ロータ要素及び／又は分子ドラッグロータ要素と、１つ又は複数のターボ分子ステータ要素及び／又は分子ドラッグステータ要素とを備えることを想定することが可能である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空気密ケーシングを備える種類の真空ポンプ（１１）であって、吸引ポート及び排出ポートが設けられており、１つ又は複数のポンピングステージが前記吸引ポートから前記排出ポートまでガスを圧送するために設けられており、前記ポンピングステージのそれぞれは、該ポンピングステージを通して前記ガスを圧送するように互いに協働する複数の要素を備え、該要素は、少なくとも、
前記ケーシングに締結固定されているステータ要素と、
回転軸と一体に取り付けられているロータ要素（１；１３；３３）と、
を含むものにおいて、
前記ポンピングステージのうちの少なくとも１つのポンピングステージの前記要素のうちの少なくとも１つの要素は、強化短繊維を含有するプラスチック材料から作られることを特徴とする真空ポンプ。
【請求項２】
前記プラスチック材料は、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプ。
【請求項３】
前記プラスチック材料は半結晶性ポリマーであることを特徴とする請求項１又は２に記載の真空ポンプ。
【請求項４】
前記強化短繊維は、炭素短繊維又はグラファイト短繊維、ガラス短繊維又はアラミド短繊維であることを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプ。
【請求項５】
前記プラスチック材料は、１０％〜５０％の重量の前記短繊維、好ましくは、３０％〜４０％の重量の前記短繊維を含有していることを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプ。
【請求項６】
前記強化短繊維は、前記プラスチック材料中に無秩序で実質的にランダムに分散されていることを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプ。
【請求項７】
前記少なくとも１つのポンピングステージの前記少なくとも１つの要素は、ロータ要素（１；１３；３３）であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の真空ポンプ。
【請求項８】
前記少なくとも１つのポンピングステージの前記少なくとも１つの要素は、ステータ要素であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の真空ポンプ。
【請求項９】
前記少なくとも１つのポンピングステージは、ターボ分子ポンピングステージであり、前記少なくとも１つの要素は、ターボ分子ロータ要素（１；１３）であることを特徴とする請求項７に記載の真空ポンプ。
【請求項１０】
前記ターボ分子ロータ要素（１）の本体（３）は、実質的にディスク状であり、該ディスクの中心から周縁にかけてテーパ状であることを特徴とする請求項９に記載の真空ポンプ。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのポンピングステージは、分子ドラッグポンピングステージであり、前記少なくとも１つの要素は、分子ドラッグロータ要素（３３）であることを特徴とする請求項７に記載の真空ポンプ。
【請求項１２】
前記分子ドラッグロータ要素（３３）は、その少なくとも１つの表面上に少なくとも１つの螺旋状チャネル（３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ；３５’ａ，３５’ｂ，３５’ｃ）を有するロータ本体を備えることを特徴とする請求項１１に記載の真空ポンプ。
【請求項１３】
前記螺旋状チャネル（３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ；３５’ａ，３５’ｂ，３５’ｃ）の断面積は、前記ロータ要素本体の中心から外側周縁にかけて低減することを特徴とする請求項７に記載の真空ポンプ。
【請求項１４】
前記真空ポンプのすべての前記ポンピングステージの前記ロータ要素（１３；３３）は、前記プラスチック材料で作られており、前記ロータ要素は、前記回転軸上に嵌められているとともに互いに積み重なっていることを特徴とする請求項７に記載の真空ポンプ。
【請求項１５】
前記真空ポンプのすべての前記ポンピングステージの前記ロータ要素（１３；３３）は、前記プラスチック材料で作られており、前記ロータ要素はともに、単一のモノリシックな部品として作られていることを特徴とする請求項７に記載の真空ポンプ。
【請求項１６】
真空気密ケーシングを備える種類の真空ポンプを製造する方法であって、前記真空ポンプは、吸引ポート及び排出ポートが設けられており、１つ又は複数のポンピングステージが前記吸引ポートから前記排出ポートまでガスを圧送するために設けられており、前記ポンピングステージのそれぞれは、該ポンピングステージを通して前記ガスを圧送するように互いに協働する複数の要素を備え、該要素は、少なくとも、
前記ケーシングに締結固定されているステータ要素と、
回転軸と一体に取り付けられているロータ要素（１；１３；３３）と、
を含む真空ポンプを製造する方法において、
前記ポンピングステージのうちの少なくとも１つのポンピングステージの前記要素のうちの少なくとも１つの要素を、強化短繊維を含有するプラスチック材料の射出成形によって製造するステップを含むことを特徴とする、真空ポンプを製造する方法。
【請求項１】
真空気密ケーシングを備える種類の真空ポンプ（１１）であって、吸引ポート及び排出ポートが設けられており、１つ又は複数のポンピングステージが前記吸引ポートから前記排出ポートまでガスを圧送するために設けられており、前記ポンピングステージのそれぞれは、該ポンピングステージを通して前記ガスを圧送するように互いに協働する複数の要素を備え、該要素は、少なくとも、
前記ケーシングに締結固定されているステータ要素と、
回転軸と一体に取り付けられているロータ要素（１；１３；３３）と、
を含むものにおいて、
前記ポンピングステージのうちの少なくとも１つのポンピングステージの前記要素のうちの少なくとも１つの要素は、強化短繊維を含有するプラスチック材料から作られることを特徴とする真空ポンプ。
【請求項２】
前記プラスチック材料は、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプ。
【請求項３】
前記プラスチック材料は半結晶性ポリマーであることを特徴とする請求項１又は２に記載の真空ポンプ。
【請求項４】
前記強化短繊維は、炭素短繊維又はグラファイト短繊維、ガラス短繊維又はアラミド短繊維であることを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプ。
【請求項５】
前記プラスチック材料は、１０％〜５０％の重量の前記短繊維、好ましくは、３０％〜４０％の重量の前記短繊維を含有していることを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプ。
【請求項６】
前記強化短繊維は、前記プラスチック材料中に無秩序で実質的にランダムに分散されていることを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプ。
【請求項７】
前記少なくとも１つのポンピングステージの前記少なくとも１つの要素は、ロータ要素（１；１３；３３）であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の真空ポンプ。
【請求項８】
前記少なくとも１つのポンピングステージの前記少なくとも１つの要素は、ステータ要素であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の真空ポンプ。
【請求項９】
前記少なくとも１つのポンピングステージは、ターボ分子ポンピングステージであり、前記少なくとも１つの要素は、ターボ分子ロータ要素（１；１３）であることを特徴とする請求項７に記載の真空ポンプ。
【請求項１０】
前記ターボ分子ロータ要素（１）の本体（３）は、実質的にディスク状であり、該ディスクの中心から周縁にかけてテーパ状であることを特徴とする請求項９に記載の真空ポンプ。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのポンピングステージは、分子ドラッグポンピングステージであり、前記少なくとも１つの要素は、分子ドラッグロータ要素（３３）であることを特徴とする請求項７に記載の真空ポンプ。
【請求項１２】
前記分子ドラッグロータ要素（３３）は、その少なくとも１つの表面上に少なくとも１つの螺旋状チャネル（３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ；３５’ａ，３５’ｂ，３５’ｃ）を有するロータ本体を備えることを特徴とする請求項１１に記載の真空ポンプ。
【請求項１３】
前記螺旋状チャネル（３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ；３５’ａ，３５’ｂ，３５’ｃ）の断面積は、前記ロータ要素本体の中心から外側周縁にかけて低減することを特徴とする請求項７に記載の真空ポンプ。
【請求項１４】
前記真空ポンプのすべての前記ポンピングステージの前記ロータ要素（１３；３３）は、前記プラスチック材料で作られており、前記ロータ要素は、前記回転軸上に嵌められているとともに互いに積み重なっていることを特徴とする請求項７に記載の真空ポンプ。
【請求項１５】
前記真空ポンプのすべての前記ポンピングステージの前記ロータ要素（１３；３３）は、前記プラスチック材料で作られており、前記ロータ要素はともに、単一のモノリシックな部品として作られていることを特徴とする請求項７に記載の真空ポンプ。
【請求項１６】
真空気密ケーシングを備える種類の真空ポンプを製造する方法であって、前記真空ポンプは、吸引ポート及び排出ポートが設けられており、１つ又は複数のポンピングステージが前記吸引ポートから前記排出ポートまでガスを圧送するために設けられており、前記ポンピングステージのそれぞれは、該ポンピングステージを通して前記ガスを圧送するように互いに協働する複数の要素を備え、該要素は、少なくとも、
前記ケーシングに締結固定されているステータ要素と、
回転軸と一体に取り付けられているロータ要素（１；１３；３３）と、
を含む真空ポンプを製造する方法において、
前記ポンピングステージのうちの少なくとも１つのポンピングステージの前記要素のうちの少なくとも１つの要素を、強化短繊維を含有するプラスチック材料の射出成形によって製造するステップを含むことを特徴とする、真空ポンプを製造する方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公表番号】特表２０１３−５１９０３３（Ｐ２０１３−５１９０３３Ａ）
【公表日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５５１７１８（Ｐ２０１２−５５１７１８）
【出願日】平成２３年２月１日（２０１１．２．１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２０１１／０５０４３４
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０９２６７４
【国際公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【出願人】（３９９１１７１２１）アジレント・テクノロジーズ・インク (710)
【氏名又は名称原語表記】ＡＧＩＬＥＮＴ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ， ＩＮＣ．
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１日（２０１１．２．１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２０１１／０５０４３４
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０９２６７４
【国際公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【出願人】（３９９１１７１２１）アジレント・テクノロジーズ・インク (710)
【氏名又は名称原語表記】ＡＧＩＬＥＮＴ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ， ＩＮＣ．
【Ｆターム（参考）】
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